[实用新型]太阳能LED闪光电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能照明电路，尤其是一种低电压微功耗的太阳能LED闪光电路。

背景技术

目前，各种太阳能LED闪光电路主要采用传统振荡电路(如：CD4011、CD4069、74HC00组成的双门RC振荡器或采用施密特触发器构成的振荡器、晶体管振荡器等)、单片机(MCU)及专用LED闪光集成电路搭建而成。而电源部分一般采用电压≥2.4V的蓄电池(例如2节或2节以上1.2V蓄电池串联)直接供电，其原理如图1所示。采用电压＜2.4V的蓄电池(例如1节1.2V蓄电池)供电时，一般利用DC-DC升压变换器为LED及闪光振荡单元提供直流电源，其原理如图2所示。采用以上两种工作模式的太阳能LED闪光电路，都不能实现低电压、微功耗工作方式。其原因是：

1.直接采用直流供电时，振荡电路不能使用2V以下直流电源

由于CMOS数字逻辑集成电路组成的振荡电路的工作电压一般在2V以上，所以振荡电路工作电压必须在2V以上。如果使用CD4011类数字逻辑集成电路，电源电压必须在4.5V以上。虽然它的标称工作电压为3～18V，但该标称工作电压是针对处理数字信号而言的。这里是用作振荡产生方波信号的，即模拟应用，所以它的工作电压至少要达到4.5V才行，否则不易起振。而74HC系列的CMOS数字逻辑集成电路最低工作电压为2V(某些特殊专用小电流LED闪光电路工作电压在1.5V，但价格昂贵)。如果采用低于2V电压供电(如：单节1.2V充电电池)，电路将无法正常工作。所以现在一些LED闪光电路，当电源低于2V时就采用DC-DC直流升压变换器，为LED闪光电路供电。

2.采用DC-DC直流升压变换器，存在电路损耗和工作的不可靠性

采用DC-DC直流升压变换器，控制过程中的关断状态实际上只是关断LED和升压振荡电路，而由CD4011、CD4069、74HC00等组成的双门RC振荡器构成的闪光电路振荡器却仍然在不停的工作，从而给电路造成一定损耗和工作的不可靠性(当振荡器频率较高或白天气温较高时损耗更大)。在DC-DC升压变换器输出的电压中包含蓄电池电压，当关断DC-DC升压振荡电路后，输入闪光电路的电压中只是没有了经过DC-DC升压、整流、滤波后的直流电压部分，但还存在蓄电池电压成分。以图2所示电路为例，参见图2、图3、图4和图5，图3为DC-DC升压变换器的输出电压曲线，其中A为DC-DC升压方波脉冲部分，B为蓄电池电压部分，图4为图3中的电压经整流、滤波后的电压曲线，C为整流、滤波后的直流电压(内含蓄电池电压部分)，图5为关断DC-DC升压变换器后的闪光振荡单元输入电压曲线，D为关断DC-DC升压振荡电路后输入闪光电路的电压，即图3中的蓄电池电压B。如果蓄电池电压还在闪光电路振荡器中的CMOS数字逻辑集成电路的工作电压范围内，闪光电路振荡器就会一直不停地工作。

3.LED闪光工作电流一般是方波单脉冲工作方式

在众多的LED闪光电路中，一般LED为方波单脉冲工作方式(如：图6所示)。这不属于节能型微功耗工作方式，并且容易造成LED相对无间歇工作的热损耗，也影响LED的使用寿命。

4.采用DC-DC升压变换器时，不能满足太阳能LED闪光电路的低电压、微功耗设计要求

现有DC-DC升压变换器一般是恒功率型。即在一定电压范围内(如：0.8V-1.3V)输出功率不变。当蓄电池电压下降时，工作电流相应增大(见图7)。这时，太阳能LED闪光灯在一定工作时间内亮度基本保持不变。但这种工作方式不适合太阳能LED闪光灯，也不属于节能型低电压、微功耗工作方式。太阳能LED闪光电路理想的工作模式是：蓄电池电压随着负载工作时间的增加而降低，工作电流也相应减小。即太阳能LED灯在上半夜较亮，下半夜亮度逐渐减弱(见图10)。

5.DC-DC升压变换器中的整流、滤波损耗